注入剂量对离子注入法制备Al-N共掺杂P型ZnO的影响

材料科学与工程学报, 2011, 29(1): 42-16.

注入剂量对离子注入法制备Al-N共掺杂P型ZnO的影响

杜记龙 ^1, , 江美福 ^2, , 张树宇 ^3, , 王培君 ^4,

1.苏州大学物理科学与技术学院,江苏,苏州,215006

2.苏州大学物理科学与技术学院,江苏,苏州,215006

3.复旦大学现代物理研究所,上海,200433

4.苏州大学物理科学与技术学院,江苏,苏州,215006

关键词：等离子体浸没离子注入 , 磁控溅射 , 共掺杂 , p-ZnO

Effect of Implanted Dose on Properties of Al-N Co-doped p-type ZnO Films Prepared by Plasma Immersion Ion Implantation

采用射频磁控共溅射的方法制备出ZnO∶Al薄膜,以NO和O2为源气体(O2/O2+NO=75%)、等离子体浸没离子注入(PⅢ)方法在不同的工艺条件下得到了不同N+注入剂量的ZnO∶Al∶N薄膜,并在N2氛围下对样品进行了850℃退火处理.通过XRD图谱、霍尔效应(Hall)测试结果、光致发光光谱(PL)、紫外-可见光透射光谱等对样品的结构和性能进行了分析,着重研究了N+注入剂量对ZnO∶Al∶N薄膜性质的影响.结果表明,注入剂量控制在1015cm-2量级时,N可以通过占据O空位和替换O原子形成No并与Al和Zn成键,对于ZnO薄膜实现p型反转是很关键的.实现p型反转的ZnO∶Al∶N薄膜载流子浓度可达2.16×1016cm-3,电阻率为8.90Ω·cm,霍耳迁移率为32.4cm2/V·s.

参考文献

[1]

A.N. Georgobiani;A.N. Gruzintsev;V.T. Volkov;M.O. Vorobiev;V.I. Demin;V.A. Dravin .p-Type ZnO:N obtained by ion implantation of nitrogen with post-implantation annealing in oxygen radicals[J].Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A. Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment,2003(1/3):117-121.

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